Материала достигает

Построение диаграммы усталостной прочности для данного материала связано с проведением большого объема экспериментов. Поэтому на практике часто пользуются упрощенной диаграммой. При построе-нии упрощенной диаграммы для данного материала достаточно знать значение предела выносливости при симметричном цикле of_i, и предела прочности при статическом нагружении 0В. По этим значениям вместо экспериментальной кривой ВСА строят прямую ВА и довольствуются приближенными значениями пределов выносливости при различных характеристиках циклов. Так, для

Рассмотрим прочностные свойства материалов, полученные на базе сапфировых усов (табл. 25). Можно видеть, что прочность композиции ниобий — сапфировые усы в 4 раза выше прочности ниобия. В той же таблице приведены данные по прочности композиции медь — вольфрамовая проволока. И в данном случае прочность получаемого материала достаточно высока.

Для точного измерения q и ct требуется применение сложных методик контроля и установок. Измерения усложняются тем, что погрешности определения упругих постоянных примерно вдвое больше погрешностей измерения q и Cf. Однако для определения напряженного состояния материала достаточно измерить лишь относительное изменение скорости различных типов волн.

Из приведенных данных видно, что адгезионные или когезион-ные силы у материала достаточно высокие немало меняются с изменением температуры.

Упругие постоянные низшего порядка однозначно связаны со скоростями продольных С; и поперечных ct волн и не зависят от механических напряжений. Измеряя скорость УЗ-волн любым методом, можно определить упругие постоянные Е, G, К, v и, следовательно, оценить поведение материала в условиях напряженного состояния [59]. Точное измерение скорости дает возможность определять также упругие постоянные высшего порядка, зависимости деформаций от напряжений. В табл. 9.1 приведены формулы, связывающие любую пару упругих констант между собой, позволяющие определять весь набор пьезоконстант по измеренным значениям скоростей ct и ct. Для точного измерения GI и ct требуется применение сложных методик и установок. Измерения усложняются тем, что погрешности вычисления упругих постоянных примерно вдвое больше погрешностей измерения GI и ct. Однако для определения напряженного состояния материала достаточно измерить лишь относительное изменение скорости волны разных типов. В зависимости от решаемой задачи и геометрических размеров контролируемого объекта в некоторых случаях можно пользоваться достаточно простыми методами измерений, обеспечивающими необходимую точность определения Дс/с.

Исследование устойчивости стержней из композиционных материалов * предусматривает учет ортотропии материала. Достаточно полный анализ однородных и многослойных анизотропных пластин содержится в работе Лехницкого > [45]. Устойчивость ортотропных колонн различных типов рассмотрена в ряде работ [12, 15, 31, 45, 56, 64]. То же можно сказать и о сжатых в осевом направлении тонких цилиндрических оболочках [46, 56]. -

Приведенные примеры расчета сопловых лопаток турбин (эти детали наиболее подвержены воздействию термоциклических нагрузок) свидетельствуют о следующем. При значениях температуры цикла /max, которые существенно увеличивают пластичность материала (1050—1100°С), влияние амплитуды деформации на долговечность уменьшается — запас пластичности материала достаточно велик. При /max='1000° С, когда пластичность сплава ЖС6К резко уменьшается, роль термических напряжений существенно возрастает, что приводит к уменьшению долговечности. В лопатке всегда имеются зоны, нагретые до различных температур; следовательно, сопротивление термической усталости различное в разных точках, и не всегда трещины термоусталости возникают в наиболее нагретых зонах. Часто о«и появляются в переходных областях (от горячих зон к холодным), что может быть связано с местным уменьшением деформационной способности материала. В связи с этим расчет теплового и напряженного состояний лопаток для дальнейшей оценки их сопротивления тер.моусталости следует выполнять не для одного опасного сечения, а для нескольких сечений по высоте лопатки.

Значение ас, входящее в уравнения (49а) и (496), по данным различных авторов, колеблется от ?/4 до ?/10, где ?— модуль упругости рассматриваемого материала. Достаточно хорошую оценку прочности большинства неорганических материалов можно получить, приняв стс = ?/10. В связи с этим выражение для определения порогового значения амплитуды коэффициента интенсивности напряжений для цикла с R = 0 :можно представить в виде

Однако если известна степень анизотропии материала (0ВО/00; 046/00), то для данного материала достаточно определить экспериментально лишь одну характеристику прочности, например сг0. При этом предел прочности в любом произвольном направлении определяется аналитически по формуле (2.5).

В металлах структурное состояние определяется размерами зерен, блоков и других параметров микроструктуры и плотностью дефектов кристаллической решетки — линейных, точечных и т. д. При высокоскоростной деформации, контролируемой динамикой дислокаций, структурное состояние материала достаточно полно может быть охарактеризовано плотностью дислокаций и концентрацией дефектов различной физической природы на пути их движения. Обычно принимается, что с ростом пластической деформации возрастает плотность дислокаций,, изменяясь от начальной плотности L0 до величины L=L0f(en). Функция размножения чаще всего аппроксимируется линейной или степенной зависимостью (для области малых степеней деформации) f(en) = l + aien*«, где а\ и Х1. — постоянные, характеризующие материал.

т. е. инвариантна по отношению к системе координатных осей. Напомним, что формулы (7.8) и вытекающие из них (7.12) были выведены в предположении, что для того, чтобы охарактеризовать осевую деформацию образца, изготовленного из изотропного материала, достаточно использовать два наблюдаемых в опыте факта — совпадение направлений главных напряжений и главных деформаций и наличие эффекта поперечных деформаций (одинаковых, разумеется, в силу изотропности материала в любом поперечном направлении). Инвариантность матрицы (7.13) по отношению к системе координатных осей подтверждает эту достаточность. Из (7.12) легко усмотреть; что в изотропном теле касательные напряжения не влияют на относительные линейные деформации.

Получение отверстий лазером возможно в любых материалах. Как правило, для этой цели используют импульсный метод. Производительность достигается при получении отверстий за один импульс с большой энергией (до 30 Дж). При этом основная масса материала удаляется из отверстия в расплавленном состоянии под давлением пара, образовавшегося в результате испарения относительно небольшой части вещества. Однако точность обработки одноимпульсным методом невысокая (10 ... 20 размера диаметра). Максимальная точность (1 ... 5 %) и управляемость процессом достигается при воздействии на материал серии импульсов (многоимпульсный метод) с относительно небольшой энергией (обычно 0,1 ... 0,3 Дж) и малой длительностью (0,1 мс и менее). Возможно получение сквозных и глухих отверстий с различными формами поперечного (круглые, треугольные и т. д.) и продольного (цилиндрические, конические и другие) сечений. Освоено получение отверстий диаметром 0,003 ... 1 мм при отношении глубины к диаметру 0,5: 10. Шероховатость поверхности стенок отверстий в зависимости от режима обработки и свойств материала достигает/? а — 0,40 ... 0,10 мкм, а глубина структурно измененного, или дефектного, слоя составляет 1 ... 100 мкм. Производительность лазерных установок при получении отверстий обычно 60 ... 240 отверстий в 1 мин. Наиболее эффективно применение лазера для труднообрабатываемых другими методами материалов (алмаз, рубин, керамика и т. д.), получение отверстий диаметром менее 100 мкм в металлах, или под углом к поверхности. Получение отверстий лазерным лучом нашло особенно широкое применение в производстве рубиновых часовых камней и алмазных волок. Например, успешно получают алмазные волки на установке «Квант-9» с лазером на стекле с примесью неодима. Производительность труда на этой операции значительно увеличилась по сравнению о ранее применявшимися методами.

Из этого соотношения видно, что ширина балки изменяется по линейному закону. Подобная балка изображена на рис. 23.24, в. По сравнению с призматической балкой постоянного сечения экономия материала достигает 50% •

Этот вид изнашивания наблюдается на рабочих органах почвообрабатывающих, дорожных и строительных машин, ковшей экскаваторов и канавокопателей и т.д. Износостойкость деталей при этом виде абразивного изнашивания прямо пропорциональна твердости их материалов. Существенное влияние на величину износа оказывает степень насыщенности массы абразивными частицами. В каждом конкретном случае существует определенная насыщенность массы абразивными частицами, при которой износ материала достигает максимума. Различные грунты имеют различную изнашивающую способность. Если принять изнашивающую способность глинистых грунтов за 1, то для песчаных она будет 1,5; для суглинистых 1,9; для супесчаных 2,3.

Холодная объемная штамповка позволяет почти полностью исключить обработку резанием и обеспечивает по сравнению с последней уменьшение трудоемкости изготовления деталей на 30... 80 % и повышение коэффициента использования материала до 0,5. При холодной высадке коэффициент использования материала достигает 0,05, а производительность — 800 шт. в минуту.

При упруго-пластическом деформировании материала встреча волн разгрузки (характеристики С+ и С- на рис. 107, а) приводит к широкой зоне взаимодействия. Возмущение, обусловленное нарушением сплошности материала, достигает свободной поверхности быстрее всего от области разрушения, лежащей на последней С-характеристике. Разгрузка слева нарушается появлением разрушения и, следовательно, характеристика ВВ\, проходящая через еще не разрушенный материал, ограничивает область неискаженной разгрузки. Откольный импульс нагрузки от поверхности откольного разрушения повышает массовую скорость вблизи поверхности разрушения в области выше характеристики ВВ2, в то время как на свободной поверхности вследствие различия в скорости распространения пластической разгрузки и упругой нагрузки (откольного импульса) последний смещается относительно волны разгрузки (рис. 109). Время смещения Д/ = 60тк(1/яп— —L/OO) (а„ и а0 — скорость распространения пластической разгрузки

Легко видеть, что в данном случае при завершенном теплообмене температура материала достигает начальной температуры теплоносителя t^'^=tT', а теплоноситель при любой величине поверхности нагрева не сможет отдать свое тепло материалу и выходит из слоя с относительно высокой температурой.

СаО и 10% Со коэрцитивная сила магнитного материала достигает

Конкурентом и наиболее близким аналогом детонационного напыления является высокоскоростное газопламенное напыление. В условиях высокоскоростного напыления материал сосредоточивается вблизи оси струи. Угол расхождения сверхзвуковых двухфазных струй меньше, чем дозвуковых, и составляет 5...7°. Это приводит к уменьшению диаметра пятна напыления и более экономному использованию материала. Коэффициент использования материала достигает 0,85 против 0,75 при традиционном электродуговом напылении.

Бринелирование, или разрушение вдавливанием, происходит, когда статические усилия в месте контакта криволинейных поверхностей приводят к появлению локальных пластических деформаций у одного или у обоих соприкасающихся элементов, в результате чего происходит необратимое изменение формы поверхности. Например, если шарикоподшипник статически нагружен так, что шарик вдавливается в обойму, пластически деформируя ее, то поверхность обоймы становится волнистой. При дальнейшем использовании подшипника могут возникнуть недопустимые вибрации, шум и перегрев, т. е. налицо его разрушение. , Вязкое разрушение наблюдается, когда пластическая деформация пластичного элемента достигает такой величины, что он раз-деляэтся на две части. Разрушение происходит в результате процесса зарождения, слияния и распространения внутренних пор, поверхность разрушения при этом гладкая и волнистая. \ Хрупкое разрушение происходит, когда упругая деформация элемента из хрупкого материала достигает такой величины, что разрушаются первичные межатомные связи и элемент разделяется на две или более части. Внутренние дефекты и образующиеся-трещины быстро распространяются до полного разрушения; поверхность разрушения при этом неровная, зернистая.

вый материал), борные и углеродные волокна. При создании жаропрочных композиционных материалов на основе никеля используется вольфрамовая проволока. Наиболее широкое применение в качестве матрицы волокнистых композиционных материалов получил алюминий и его сплавы (АМгб, В95, Д20 и др.). Наиболее дешевым и доступным упрочняющим материалом является стальная проволока. Материал марки КАС-1 содержит 40 % (по объему) стальной проволоки диаметром 0,15-0,3 мм. При этом прочность материала достигает 1600 МПа, что значительно превосходит прочность высокопрочных алюминиевых сплавов.

При правильном проведении стадий отливки, схватывания и вызревания смеси «Гидрокэл» с водой в массовом соотношении 100 : 50 прочность на раздавливание материала достигает 24,1 ... 26,4 кПа. После схватывания гипс расширяется на 0,5 %, а подвергнутый термообработке при 204 °С обратимо расширяется еще на 0,25 %. Формующие поверхности гипсовой формы затвердевают при пропитке лаками и выдержке при температуре выше предполагаемой температуры эксплуатации. Для получения лаков на растворителях обычно применяют новолачные эпоксидные смолы с температурой отверждения 204 °С.